铸态及退火态Mg66Al34阳极镁空气电池的性能

制备了铸态及退火态Mg66Al34共晶合金,通过研究该合金的腐蚀及放电行为,考察了该合金作为镁空气电池阳极的放电性能。结果表明:在3.5 mass%NaCl溶液中,铸态合金具有较低的腐蚀速率及放电活性,退火态合金具有高的腐蚀速率及放电活性。在NaCl溶液中加入水溶性石墨烯后,铸态合金具有低的腐蚀速率及较高放电活性。铸态合金低的腐蚀速率是由于在β-Mg17Al12层间形成了黑色富铝氧化物腐蚀产物。     

Al-Ga-Mg-Sn-xSi阳极合金电化学性能研究

熔炼并制备了铝空气电池用阳极材料Al-0.02Ga-0.5Mg-0.1Sn-x Si[x=0~0.2%(质量分数)]合金,通过测试合金的自腐蚀速率、开路电位(OCP)、极化曲线(Tafel)以及电化学阻抗(EIS)等,研究了其在4 mol/L Na OH溶液中的电化学性能;采用能量散射X射线谱(EDX)分析了合金中偏析相元素成分,并结合扫描电镜(SEM)观察了合金的腐蚀形貌。结果表明:合金中添加Si可降低自腐蚀速率,提高其电化学性能;但过量的Si会加剧合金点蚀。随着Si含量增加,合金开路电位负移,放电电压升高;当Si含量为0.1%时,合金具有最佳的综合性能,自腐蚀速率最小[0.113 mg/(cm2·min)],开路电位最负(-1.80 V),20 m A恒流放电时单电池电压达1.50 V。     

固溶处理对镁空气电池阳极用AZ31镁合金放电性能的影响

为了提高镁空气电池的放电电压,采用浸泡失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和电池放电测试等研究了固溶处理对AZ31镁合金活化性能的影响以及以铸态、固溶处理AZ31镁合金为阳极、3.5wt%的Na Cl溶液为电解液所组成镁空气电池的放电性能。结果表明,经过固溶处理后,铸态AZ31镁合金中β-Mg17Al12相消失,活化性能得到大幅提高,所以组装成的镁空气电池表现出更高的工作电压,当以20 m A·cm~(-2)的电流密度放电时,放电电压为1.0931 V。     

退火温度对Al-Zn-Bi-Mg-RE合金电化学性能的影响

采用金相显微镜、恒电流法、动电位极化法和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了退火温度对Al-Zn-Bi-Mg-RE阳极合金微观组织和电化学性能的影响.结果表明:随退火温度的升高,合金的晶粒有长大的趋势,体积电逐渐球化,第二相弥散均匀分布于晶界和晶内;合金的电流效率提高,开路电位正移,工作电位更加稳定;在一定热处理温度范围内,随温度的升高,合金的电化学性能有所改善,经510℃×4h保温并炉冷后的试样综合性能最好.     

微量稀土Sm对AZ80镁合金腐蚀性能的影响

通过静态失重法、电化学法、扫描电镜和XRD等手段研究微量Sm对AZ80镁合金的腐蚀性能和微观组织的影响.结果表明:Sm的加入使试验合金的自腐蚀电位升高,自腐蚀电流密度减小,合金的耐蚀性得到提高.当Sm含量为0.6％时合金的腐蚀速率下降为3.3g·m-2·d-1仅为原始合金的25％.同时Sm在合金中形成Al3Sm相,改变了AZ80镁合金中β相(Mg17Al12)的数量和分布,使镁合金的腐蚀行为由较严重的局部腐蚀向均匀腐蚀转变.     

Mn对Al-0.1Ga-1Mg-0.1Sn阳极合金组织和电化学性能的影响

对不同Mn含量的Al-Ga-Mg-Sn-Mn阳极合金的组织和腐蚀形貌进行了观察和分析,并测试了该系列合金在4 mol/LNaOH溶液中的析氢速率、开路电位、电化学阻抗谱、放电曲线等,研究了Mn对Al-Ga-Mg-Sn阳极合金组织和电化学性能的影响。结果表明:在Al-0.1Ga-1Mg-0.1Sn基础上添加0.05%~0.15%(质量分数)Mn后,合金中第二相数目明显增多,Al阳极进一步活化,开路电位和工作电位负移,但同时造成自腐蚀析氢速率增大,Al-0.1Ga-1Mg-0.1Sn-0.1Mn合金具有较好的综合性能。     

快速冷却制备铝空气电池阳极材料的电化学性能

用单辊快冷技术制备了Al-0.5Mg-0.5Mn-0.1Sn-0.05Ga(mass%)合金。研究了合金在2 mol/L NaCl及4 mol/L NaOH溶液中的腐蚀及放电性能。结果表明:与铸态合金相比,快速冷却明显减小了合金晶粒尺寸,从(60±14)μm减小到(3±2)μm,同时减小了合金的点腐蚀及晶间腐蚀倾向,快速冷却合金作为铝空气电池阳极材料时具有较高的阳极利用率及电池电势,其电化学性能较好。     

Al-Zn-Bi系合金在NaCl溶液中的电化学性能研究

采用CHI660C电化学工作站测试了Al-5Zn-0.5Bi和Al-5Zn-0.5Bi-0.06Sn合金在3%NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),考察了合金的电化学性能.结果表明,Al-5Zn-0.5Bi中添加0.06%的Sn元素后,自腐蚀电位Ecorr升高0.017V,耐腐蚀性能有所增强.等效电路RS(RPC)(QRD(RaL))较好地拟合了Al-5Zn-0.5Bi系合金在3%NaCl溶液中的EIS谱,基本反映了该铝合金的电化学腐蚀过程.随着合金在3%NaCl溶液中浸泡时间的延长,腐蚀产物膜增厚并部分脱落,主要形成点蚀.另外,腐蚀产物更容易在含Sn合金氧化膜缺陷处形成,阻碍了腐蚀介质中Cl-向其内部扩散,从而减缓了点蚀和自腐蚀速度,有助于提高该合金材料作为牺牲阳极的电流效率.     

聚苯乙烯磺酸钠/还原氧化石墨烯对镁空气电池性能的影响

为了减少镁阳极的自腐蚀,提高镁空气电池的放电性能,制备了水溶性石墨烯聚苯乙烯磺酸钠(PSS)/还原氧化石墨烯(RGO),研究了镁空气电池在添加了PSS/RGO的NaCl溶液中的放电性能。结果表明:镁空气电池在PSS/RGO-NaCl溶液中具有较高的能量密度(1300 Wh·kg~(-1 ))及阳极利用率(59%);PSS/RGO减小了镁阳极腐蚀速率,提高了阳极活性。     

铝空气电池Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti阳极材料性能研究

研究了基于Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti为阳极材料的铝空气电池在0.6 mol/L NaCl溶液中的放电性能,测试了纯Al、纯Zn及Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti阳极材料的自腐蚀速率、动电位极化曲线及电化学阻抗谱(EIS),利用扫描电镜(SEM)观察了3种材料放电后的腐蚀形貌。结果表明,作为空气电池阳极材料,与纯Al、纯Zn相比,Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti阳极合金能提供更高的工作电势、阳极利用率和电容量。3种材料的自腐蚀速率依次为:AlAl-5Zn-0.02In-1Mg-0.05TiZn。SEM和EIS结果表明,Al-5Zn-0.02In-1Mg-0.05Ti合金放电后的表面均匀分布着小而浅的腐蚀坑,使合金在放电过程中保持高的活性。